DE19700340A1 - Filter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Filter, bspw. Luftfilter, mit einem Filterrahmen und darin aufgenommenem Filter­ element, wobei das Filterelement vorzugsweise aus einem mit bspw. Aktivkohleteilchen beladenen Trägerelement besteht. Desweiteren verfügt die Erfindung auch ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Filters.

Ein derartiger Filter ist bspw. aus der DE-U 92 04 132 bekannt. Bei dem bekannten Filter ist das Filterelement in einem starren Kunststoffrahmen aufgenommen, welcher die Abdichtung nach außen erbringt und zugleich als Einbaurahmen dient. Es ist im weiteren auch bereits vorgeschlagen worden, vgl. DE-A1 39 04 623, das Filter­ element zunächst in einer geschäumten Kunststoffmasse, die eine Kunststoff-Gießmasse oder eine Kunststoff- Spritzgießmasse sein kann, unterzubringen. Eine solcher­ maßen geschaffene Einfassung ist sodann noch in einem Einbaurahmen anzuordnen.

Ausgehend von dem vorbeschriebenen Stand der Technik beschäftigt sich die Erfindung mit der technischen Problematik, einen Filter insbesondere hinsichtlich des Filterrahmens derart auszugestalten und weiterzubilden, daß bei einfacher Herstellbarkeit sowohl ein wirksam dichtender Montagerahmen gegeben ist, wie auch eine einfache Verbindung des Filterrahmens mit dem Filterele­ ment ermöglicht ist.

Diese technische Problematik ist zunächst und im wesent­ lichen beim Gegenstand des Anspruches 1 gelöst, wobei darauf abgestellt ist, daß der Filterrahmen aus einem geschlossenzelligen, wärmeverformten Schaustoff be­ steht, welcher einen integral angeformten Dichtungsbe­ reich aufweist. Erfindungsgemäß wird zur Herstellung des Filterrahmens ein zunächst bahnenförmig vorliegen­ der Schaumstoff gewählt, welcher thermoplastisch ver­ formbar ist. Durch die thermoplastische Verformung kann auch integral eine Dichtfläche, bspw. eine umlaufende Dichtkante, in dem Schaumstoff zugleich ausgeformt werden. Zudem kann ein Filterelement oder, bevorzugt, wie weiter unten noch im einzelnen beschrieben, können mehrere Filterelemente übereinander, die auch nicht zueinander gleichförmig ausgebildet sind, aufgenommen und gehaltert werden. Durch nach innen stehende Vor­ sprünge sogar eine formschlüssige Halterung erreicht werden, wenn das Filterelement eine gewisse Steifigkeit aufweist. Dadurch, daß der Schaumstoff, wie bevorzugt, nicht weich sondern mittelstarr bis starr ist, gleich­ wohl aber eine gewisse Flexibilität aufweist, können solche Vorsprünge klipsartig überlaufen werden. In diesem Zusammenhang ist entsprechend vorgesehen, daß das Filterelement an dem Filterrahmen - unmittelbar - gehaltert ist. Dies betrifft die Verbindung oder Halte­ rung des Filterelementes mit an der Innenseite des Filterrahmens bzw. innenseitig des Filterrahmens. In dieser Hinsicht schlägt eine bevorzugte Ausführungsform vor, daß das Trägerelement mit dem Filterrahmen ver­ klebt ist. Die Verklebung ist hierbei geeigneterweise über einen Schmelzkleber erreicht. Die Wände des Filter­ rahmens können innenseitig, bevorzugt ganzflächig, mit dem Schmelzkleber ausgerüstet sein. Der Schmelzkleber geht nur bei erhöhten Temperaturen, die etwa der Umform­ temperatur des thermoplastischen Schaumstoffes entspre­ chen, in den Klebezustand über. Darüber hinaus kann das Filterelement auch ober- und/oder unterseitig oder vollflächig mit einer Hülle aus Vlieswerkstoff umgeben sein. Bei dieser Ausgestaltung ist das Filterelement, soweit die vollständige Umhüllung betroffen ist, nicht unmittelbar mit der Innenwand des Trägerelementes, sonder vermittels der Hülle verbunden oder verklebt. Ansonsten ist die Hülle in gleicher Weise mit der Innen­ wand des Trägerelementes verklebt.

Herstellungsmäßig ist die Erfindung zunächst und im wesentlichen durch den Gegenstand des Anspruches 5 angegeben, wobei darauf abgestellt ist, daß der Filter­ rahmen aus einem bahnenförmigen Schaumstoffmaterial durch Wärmeverformung, vorzugsweise in Vakuum-Tiefzieh­ verfahren, hergestellt wird, wobei zunächst ein topfför­ miges, verformtes Halbzeug hergestellt wird und sodann ein Topfboden abgetrennt wird. Erfindungsgemäß ist erkannt worden, daß ein vorteilhafter Filterrahmen im Tiefziehverfahren aus einer Schaumstoffbahn hergestellt werden kann. Um hier insbesondere die Vakuum-Tiefzieh­ technik anwenden zu können, ist man darauf verfallen, zunächst den Filterrahmen mit einem integralen Boden oder einer integralen Decke auszubilden und in einem zweiten Schritt, nach dem Verformen, den Boden oder die Decke abzutrennen. So kann der Vakuumaufbau in der Form genutzt werden, obgleich das letztlich gewünschte Teil ein boden- und deckenloses Rahmenteil ist. In diesem Zusammenhang ist auch bevorzugt, daß der Filterrahmen innen mit einer Schmelzkleberschicht ausgerüstet wird. Herstellungsmäßig kann dies insbesondere derart vorge­ nommen werden, daß das bahnenförmige Schaumstoffmateri­ al auf einer Seite vollständig mit einer Schmelzkleber­ schicht ausgerüstet wird. Im Zuge des Umformens, insbe­ sondere Tiefziehens, kann sodann zugleich eine Erhit­ zung vorgenommen werden, welche die Schmelzkleber­ schicht zum Erweichen bringt. Dies kann diesem Zustand, insbesondere noch in der Form selbst, dazu ausgenutzt werden, ein Filterelement im Inneren mit dem Filterrah­ men zu verbinden, nämlich in diesem Fall zu verkleben. Entsprechend ist es auch vorteilhaft, das Filterelement vor dem Abtrennen des Topfbodens in den Filterrahmen einzusetzen und mit dem Filterrahmen zu verbinden.

Nachstehend ist die Erfindung desweiteren anhand der beigefügten Zeichnung, welche jedoch lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellt, erläutert. Hierbei zeigt:

Fig. 1 einen Filter mit einer plissierten Vlieslage und einer Adsoptionslage im Querschnitt;

Fig. 2 schematisch einen Verfahrensablauf zur Herstel­ lung des Filters.

Dargestellt und beschrieben ist ein Filter 1, der zur Luftfilterung, bspw. in einem Kraftfahrzeug, dient. Der Filter 1 besitzt zunächst als Filterelement eine plis­ sierte, d. h. im Querschnitt zickzackförmig verlaufende Vlieslage 2 und im weiteren eine darunter angeordnete Adsorptionslage 3. Die Adsorptionslage 3 besteht aus einem retikulierten Schaumstoff als Trägerelement, auf welchem Aktivkohleteilchen mittels Klebstoff befestigt sind.

Das Filter 1 wird in der Strömungsrichtung S durch­ strömt.

Die genannten Filterelemente 2, 3 sind in einem Filter­ rahmen 4 aufgenommen. Der Filterrahmen 4 besteht aus einem einstückigen, also nahtlosen Schaumstoffteil. Es kann sich um Polyethylen- oder Polypropylen-Schaumstoff handeln. Der Schaumstoff ist geschlossenzellig und thermoplastisch verformt. Im einzelnen ist die Verfor­ mung in einer Tiefziehmaschine durchgeführt. Auf einer Innenseite 5 ist der Filterrahmen 4 mit einem Schmelz­ kleber versehen. Durch Aktivierung des Schmelzklebers ist sowohl die Vlieslage 2, wie auch die Adsorptionsla­ ge 3 randseitig, im Bereich 2' bzw. 3', mit dem Filter­ rahmen 4 verklebt.

In weiterer Einzelheit ist zu erkennen, daß an dem Filterrahmen 4 integral ein Dichtungsbereich 6 ange­ formt ist. Der Dichtungsbereich 6 besteht aus einer oberen Leiste 7, an welche sich, entgegen der Strömungs­ richtung betrachtet, eine, hinsichtlich der Außenflä­ che, Ausnehmung 8 anschließt. Unterhalb der Ausnehmung 8 ist eine weitere umlaufende Leiste 9 ausgebildet, welche etwa eine doppelte Breite gegenüber der Leiste 7 aufweist.

Im Bereich der Leiste 9 ist zugleich innenseitig eine umlaufende Nut 10 ausgebildet.

Im weiteren ist der Filterrahmen unterhalb der Leiste 9 topfabschnittsförmig ausgebildet, zusammengesetzt aus einem Wandungsabschnitt 11 und einem Wandungsabschnitt 12. Der Wandungsabschnitt 11 ist gerade verlaufend ge­ formt und besitzt bezüglich einer Mittelachse A etwa einen gleichen Abstand wie ein Wandungsabschnitt 8' im Bereich der Nut 8.

Der Wandungsabschnitt 11 geht durch eine Einziehung nach innen in einen Wandungsabschnitt 12 über, welcher innenseitig eine Schulter bildet, auf welcher die Ad­ sorptionslage 3 randseitig aufsitzt. Das Innenmaß ist auch gegenüber dem Wandbereich 8' im Bereich der Schul­ ter vermindert. Mit gleichem Innenmaß geht die Wandung sodann über eine 90°-Krümmung in einen -kurzen- Auslauf­ abschnitt 13 über.

Das Filter 1 kann rotationssymmetrisch zu der Achse A oder auch mit einem rechteckigen oder quadratischen Grundriß ausgebildet sein. In den letzteren Fällen steht die dargestellte Achse A für eine Mittellängsebe­ ne.

Im weiteren kann die Adsorptionslage 3 von einem dünnen Vlies 14 umhüllt sein.

Herstellungsmäßig ist das Verfahren anhand Fig. 2 erläu­ tert.

Ausgangspunkt der Herstellung ist ein bahnenförmiges Schaumstoffmaterial b, das in Fig. 2a dargestellt ist.

Dieses bahnenförmiges Schaumstoffmaterial b wird in ein- schematisch dargestelltes - Tiefziehwerkzeug 15 einge­ legt. Es handelt sich hier um ein Vakuum-Tiefziehwerk­ zeug' was anhand der Luftsaugkanäle 16 angedeutet ist. (Fig. 2b).

Es ist ersichtlich, daß das bahnenförmige Schaumstoffma­ terial b in dem Tiefziehwerkzeug 15 topfförmig verformt wird, einschließlich eines integral angebundenen Bodens 17. Die Topfwandung besitzt bereits die Gestaltung, wie sie in Fig. 2 hinsichtlich des Filterrahmens zu erken­ nen ist.

In einem nachfolgenden Schritt, Fig. 2c wird in den so geformten Topf, nach Erhitzen der Innenfläche zur Errei­ chung des Schmelzklebers, die Filterelemente 2, 3 einge­ legt und mit der Innenseite des topfförmigen Elementes, im Bereich des späteren Filterrahmens, verklebt.

Sodann wird in einem schließlichen Schritt, Fig. 2d eine Abtrennung des Filterrahmens 4 von dem Boden 17 vorgenommen. Die Abtrennung kann mit einem Schneidwerk­ zeug durchgeführt werden oder auch bspw. mit einem Heißdraht.

Alle offenbarten Merkmale sind erfindungswesentlich. In die Offenbarung der Anmeldung wird hiermit auch der Offenbarungsinhalt der zugehörigen/beigefügten Priori­ tätsunterlagen (Abschrift der Voranmeldung) vollinhalt­ lich mit einbezogen, auch zu dem Zweck, Merkmale dieser Unterlagen in Ansprüche vorliegender Anmeldung mit aufzunehmen.

Claims (7)

1. Filter (1) mit einem Filterrahmen (4) und darin aufgenommenem Filterelement (2, 3), wobei ein Filterele­ ment (2, 3) vorzugsweise aus einem mit bspw. Aktivkohle­ teilchen beladenen Trägerelement besteht, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Filterrahmen (4) aus einem geschl­ ossenzelligen wärmeverformten Schaumstoff besteht, welcher einen integral angeformten Dichtungsbereich aufweist.

2. Filter nach Anspruch 1 oder insbesondere danach, dadurch gekennzeichnet, daß das Filterelement an dem Filterrahmen (4) gehaltert ist.

3. Filter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeich­ net, daß das Filterelement (2, 3) mit dem Filterrahmen (4) verklebt ist.

4. Filter nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche oder insbesondere danach, dadurch gekennzeich­ net, daß das Filterelement (2, 3) mit einer durchström­ baren Hülle mit bspw. einem Vlieswerkstoff ausgebildet ist und daß die Hülle (14) mit einer Innenfläche des Trägerelementes verklebt ist.

5. Verfahren zur Herstellung eines Filters mit einem Filterrahmen und darin aufgenommenen Filterelement, wobei ein Filterelement vorzugsweise aus einem mit bspw. Aktivkohleteilchen beladenen Trägerelement be­ steht, dadurch gekennzeichnet, daß der Filterrahmen aus einem bahnenförmigen Schaumstoffmaterial durch Wärmever­ formung, vorzugsweise im Vakuum-Tiefziehverfahren, hergestellt wird, wobei zunächst ein topfartiges, ver­ formtes Halbzeug hergestellt wird und ein Topfboden sodann abgetrennt wird.

6. Verfahren zur Herstellung eines Filters nach An­ spruch 5 oder insbesondere danach, dadurch gekennzeich­ net, daß der Filterrahmen innen mit einer Schmelzkleber­ schicht ausgerüstet wird.

7. Verfahren zur Herstellung eines Filters nach einem der Ansprüche 5 oder 6 oder insbesondere danach, da­ durch gekennzeichnet, daß das Filterelement vor dem Abtrennen des Topfbodens in den Filterrahmen eingesetzt und mit diesem verbunden wird.